Подход к априорному оцениванию нечетких классификационных моделей в задачах мониторинга

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья посвящена проблемам применения средств автоматизации при решении задач мониторинга и управления в части, касающейся оценки качества нечетких классификационных моделей, для которых порядок классификации реализуется на основании знаний (правил) в условиях отсутствия обучающей выборки. Предложен подход к получению априорных оценок качества классификации на основе исследования чувствительности используемой модели к изменению значений внутренних параметров в ходе соответствующего моделирования. Получена интерпретация результатов моделирования в виде оценки рисков, вызванных несовершенством самих классификационных моделей. В статье приведен пример нечеткой классификационной модели, в основе которой лежит сравнение текущего состояния объекта мониторинга, описываемого с использованием нечетких признаков, с набором заранее заданных типовых состояний, формирующих соответствующие нечетко равные между собой (близкие) состояния (ситуации мониторинга). Сравнение осуществляется с использованием операции нечеткой импликации при условии соблюдения требуемой достоверности. На примере данной модели показано, каким образом вид операции импликации, а также внутренние особенности модели влияют на результаты классификации, предложены соответствующие показатели, которые являются как интерпретацией общепринятых показателей оценки качества классификации, так и уникальными, присущими именно рассмотренной модели. Проведены вычислительные эксперименты, которые позволили получить графики изменения показателей оценки качества классификации для рассматриваемой модели и ее модификации, наглядно отобразить влияние внутренних параметров модели на результаты ее применения. Предложены ряд показателей, позволяющих провести априорную оценку рисков, возникающих вследствие применения модели, до ее фактического применения.

Об авторах

А. А Потюпкин

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского

Email: vka@mil.ru
улица Ждановская 13

С. В Пилькевич

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского

Email: vka@mil.ru
улица Ждановская 13

В. В Зайцев

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского

Email: vka@mil.ru
улица Ждановская 13

Список литературы

  1. Кривенко М.П., Васильев В.Г. Методы классификации данных большой размерности // М.: ИПИ РАН. 2013. 208 с.
  2. Hartmann J., Huppertz J., Schamp C., Heitmann M. Comparing automated text classification methods. International Journal of Research in Marketing. 2019. vol. 36(1). pp. 20–38.
  3. Belyadi H., Haghighat A. Machine Learning Guide for Oil and Gas Using Python. Gulf Professional Publishing, 2021. 476 p.
  4. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений // М.: Мир. 1976. 167 с.
  5. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH // СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 736 с.
  6. Tsoukalas L. Fuzzy Logic: Applications in Artificial Intelligence, Big Data, and Machine Learning // McGraw Hill. 2023. 176 p.
  7. van Krieken E., Acar E., van Harmelen F. Analyzing Differentiable Fuzzy Logic Operators. Artificial Intelligence. 2022. vol. 302. doi: 10.1016/j.artint.2021.103602.
  8. Мелихов А.Н., Бернштейн Л.С., Коровин С.Я. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой // М.: Наука, 1990. 272 с.
  9. Борисов В.В., Авраменко Д.Ю. Нечеткое ситуационное управление сложными системами на основе их композиционного гибридного моделирования // Системы управления, связи и безопасности. 2021. № 3. С. 207–237.
  10. Бакасов С.Р., Санаева Г.Н., Воронин Ю.А., Пророков А.Е., Богатиков В.Н. Управление технологической безопасностью промышленных процессов на основе мультиагентного моделирования // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2019. № 4. С. 37–45.
  11. Кривов М.В., Асламова Е.А., Асламова В.С. Система выработки стратегий управления промышленной безопасностью // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2022. № 59. С. 55–65.
  12. Мелихова О.А. Приложение матлогики к проблемам моделирования // Известия ЮФУ. Технические науки. 2014. № 7(156). С. 204–214.
  13. Старовойтов В.Г. Ситуационный центр как эффективный механизм в системе управления // Национальная безопасность / nota bene. 2021. № 5. С. 22–29.
  14. Шедий М.В. Становление и тенденции развития системы ситуационных центров как ключевого фактора повышения эффективности государственного управления // Вестник НГУЭУ. 2021. № 3. С. 8–18.
  15. Avdeeva Z., Kovriga S., Lepskiy V., Raikov A., Slavin B., Zatsarinny A. The Distributed Situational Centers System as an Instrument of State and Corporate Strategic Goal-Setting in the Digital Economy. IFAC-PapersOnLine. 2020. vol. 53(2). pp. 17499–17504.
  16. Kriesi H., Lorenzini J., Wuest B., Hausermann S. Contention in Times of Crisis: Recession and Political Protest in Thirty European Countries. Cambridge University Press. 2020. 300 p.
  17. Борисов В.В., Круглов В.В., Федулов А.С. Нечеткие модели и сети. 2-е изд., стереотип. // М.: Горячая линия – Телеком. 2012. 284 с.
  18. ГОСТ Р ИСО 31000-2019. Менеджмент риска. Принципы и руководство // М.: Госстандарт России. 2020.
  19. ISO 14971:2019. Medical devices – Application of risk management to medical devices. 2019.
  20. Fu S., Zhang Y., Zhang M., Han B., Wu Z. An object-oriented Bayesian network model for the quantitative risk assessment of navigational accidents in ice-covered Arctic waters. Reliability Engineering & System Safety. 2023. vol. 238. doi: 10.1016/j.ress.2023.109459.
  21. Hunte J., Neil M., Fenton N. A hybrid Bayesian network for medical device risk assessment and management. Reliability Engineering & System Safety. 2024. vol. 241. 16 p.
  22. Jiang M., Liu Y., Lu J., Qu Z., Yang Z. Risk assessment of maritime supply chains within the context of the Maritime Silk Road. Ocean & Coastal Management. 2023. vol. 231. 14 p.
  23. Молоканов Г.Г., Пинчук А.В., Потюпкин А.А. Нечётко-множественный подход к оцениванию целевых рисков при управлении развитием орбитальной группировки космических аппаратов // Труды ВНИИЭМ. Вопросы электромеханики. 2015. Т. 148. № 5. С. 19–23.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).